计算机组成原理本科生期末试题.pdf

本科生期末试卷（）一、选择题（每小题1分，共15分）1从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（）计算机。A并行 B冯诺依曼 C智能 D串行2某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（）。A-（231-1）B-（230-1）C-（2+1）D-（2M+1）3以下有关运算器的描述，（）是正确的。A只做加法运算B只做算术运算C算术运算与逻辑运算1）只做逻辑运算4 EEPROM 是 指（）。A读写存储器B只读存储器C闪速存储器I）电擦除可编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。A cache-主存 B主存-辅存 C cache-辅存 D通用寄存器-cache6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（）。A栈顶和次栈顶B两个主存单元C-个主存单元和一个通用寄存器D两个通用寄存器7当前的CPU由（）组成。A控 制 器B控制器、运算器、cache C运算器、主存 1）控制器、ALU、主存8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（）。A具备同等水平B不具备同等水平 C小于前者 D大于前者9在集中式总线仲裁中，（）方式响应时间最快。A独立请求 B计数器定时杳询 C菊花链10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（A地址寄存器B指令计数器 C程序计数器 D指令寄存器1 1从信息流的传输速度来看，（）系统工作效率最低。A单总线 B双总线 C三总线 D多总线1 2单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。A 中断允许 B 中断请求 C中断屏蔽 D D M A 清求13安腾处理机的典型指令格式为（）位。A 3 2 位 B 64位 C 41 位 D 48 位14 卜面操作中应该由特权指令完成的是（）。A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管理员模式C 开定时器中断 D 关中断15下列各项中，不属于安腾体系结构基本特征的是（）。A 超长指令字 B 显式并行指令计算 C 推断执行 D 超线程二、填空题（每小题2 分，共 20 分）1 字符信息是符号数据，属于处理（）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（）码。2按 I E E E 7 5 4 标准，一个3 2位浮点数由符号位S （1 位）、阶码E （8 位）、尾数M （23 位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（）加上一个固定的偏移值（）。3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（）并行技术，后者采用（）并行技术。4 虚拟存储器分为页式、（）式、（）式三种。5 安腾指令格式采用5 个字段：除了操作码（O P）字段和推断字段外，还有3个7 位 的（）字段，它们用于指定（）2 个源操作数和1 个目标操作数的地址。6 C P U 从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为（），它常用若干个（）来表示。7 安腾C P U 中的主要寄存器除了 1 28 个通用寄存器、1 28 个浮点寄存器、1 28 个应用寄存器、1 个指令指针寄存器（即程序计数器）夕 卜，还有6 4 个（）和 8 个（）。8 衡量总线性能的重要指标是（），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（）。9 D M A 控制器按其结构，分 为（）D M A 控制器和（）D M A 控制器。前者适用于高速设备，后者适用于慢速设备。1 0 6 4 位处理机的两种典型体系结构是（）和（）。前者保持了与I A-3 2的完全兼容，后者则是一种全新的体系结构。三、简答题（每小题8 分，共 1 6 分）1 C P U 中有哪几类主要寄存器，用一句话回答其功能。2指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度回答C P U 如何区分读出的代码是指令还是数据。四、计算题（1 0 分）设 x=T 5,y=+1 3,数据用补码表示，用带求补器的阵列乘法器求出乘积x X y,并用十进制数乘法进行验证。五、证明题（12分）用定量分析方法证明多模块交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。六、分析题（12分）图1所示的系统中，A、B、C、1）四个设备构成单级中断结构，它要求CPU在执行完当前指令时转向对中断请求进行服务。现假设：加为查询链中每个设备的延迟时间；T.、%、&、T。分别为设备A、B、C、D的服务程序所需的执行时间;Ts、A分别为保存现场和恢复现场所需的时间：主存工作周期为T.中断批准机构在确认一个新中断之前，先要让即将被中断的程序的一条指令执行完毕。试问：在确保请求服务的四个设备都不会丢失信息的条件下，中断饱和的最小时间是多少？中断极限频率是多少？七、设计题（15分）某计算机有图2所示的功能部件，其中M为主存，指令和数据均存放在其中，MDR为主存数据寄存器，MAR为主存地址寄存器，R。Rs为通用寄存器，IR为指令寄存器，P C为程序计数器（具有自动加1功能），C、D为暂存寄存器，ALU为算术逻辑单元，移位器可左移、右移、直通传送。将所有功能部件连接起来，组成完整的数据通路，并用单向或双向箭头表示信息传送方向。画出“ADD R1,（R2）”指令周期流程图。该指令的含义是将R中的数与（R）指示的主存单元中的数相加，相加的结果直通传送至L中。若另外增加一个指令存贮器，修改数据通路，画出的指令周期流程图。本科生期末试卷（二）、选择题（每小题1分，共15分）1冯 诺依曼机工作的基本方式的特点是（）。A多指令流单数据流B按地址访问并顺序执行指令C堆栈操作D存贮器按内容选择地址2在机器数（）中，零的表示形式是唯一的。A原码 B补码 C移码 D反码3在定点二进制运算器中，减法运算一般通过（）来实现。A原码运算的二进制减法器B补码运算的二进制减法器C原码运算的十进制加法器D补码运算的二进制加法器4某计算机字长32位，其存储容量为256MB,若按单字编址，它的寻址范围是（）。A 064MB B 032MB C 032M D 064M5主存贮器和CPU之间增加cache的目的是（）。A解决CPU和主存之间的速度匹配问题B扩大主存贮器容量C扩大CPU中通用寄存器的数量D既扩大主存贮器容量，乂扩大CPU中通用寄存器的数量6单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（）。A堆栈寻址方式 B立即寻址方式C隐含寻址方式 D间接寻址方式7同步控制是（）。A只适用于CPU控制的方式B只适用于外围设备控制的方式C由统一时序信号控制的方式D所有指令执行时间都相同的方式8描述P C I总线中基本概念不正确的句子是（）。A PC1总线是个与处理器无关的高速外围设备B P C I总线的基本传输机制是猝发式传送C P C I设备一定是主设备D系统中只允许有一条P C I总线9 CRT的分辨率为1024X1024像素，像素的颜色数为2 5 6,则刷新存储器的容量为（）。A 512KB B 1MB C 256KB D 2MB1 0为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用（）。A通用寄存器 B堆栈 C存储器 D外存1 1特权指令是由（）执行的机器指令。A中断程序 B用户程序 C操作系统核心程序 D I/O程序1 2虚拟存储技术主要解决存储器的（）问题。A速度 B扩大存储容量 C成本 D前三者兼顾1 3引入多道程序的目的在于（）。A充分利用C PU,减少等待CPU时间B提高实时响应速度C有利了代码共享，减少主辅存信息交换量D充分利用存储器14 64位双核安腾处理机采用了（）技术。A流水 B时间并行 C资源重复 D流水+资源重复1 5在安腾处理机中，控制推测技术主要用于解决（）问题。A中断服务B与取数指令有关的控制相关C与转移指令有关的控制相关D 与存数指令有关的控制相关二、填空题（每小题2 分，共 2 0 分）1 在计算机术语中，将 A L U 控制器和（）存储器合在一起称为（）。2 数的真值变成机器码可采用原码表示法，反码表示法，（）表示法，（）表示法。3 广泛使用的（）和（）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。4 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（）和（）。5 形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（）寻址，遇到转移指令时（）寻址。6 C P U 从（）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（）。7 R IS C 指令系统的最大特点是：只 有（）指令利（）指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行。8 微型机的标准总线，从带宽132M B/S 的32位（）总线发展到6 4位 的（）总线。9 IA-32表 示（）公司的（）位处理机体系结构。1 0 安腾体系机构采用显示并行指令计算技术，在指令中设计了（）字段，用以指明哪些指令可以（）执行。三、简答题（每小题8 分，共 16 分）1简述6 4位安腾处理机的体系结构主要特点。2画出分布式仲裁器的逻辑示意图。四、计算题（10分）已知 x=-0.01111,y=+0.11001,求：x ,-xf r,y ,-y ；x+y,x-y,判断加减运算是否溢出。五、设计题（12分）用 2M X 8 位的S R A M 芯片，设计8 M X 32位的S R A M 存储器。六、分析题（12分）参见图1,这是一个二维中断系统，请问：在中断情况下，C P U 和设备的优先级如何考虑？请按降序排列各设备的中断优先级。若 C P U 现执行设备C的中断服务程序，IM”IM i,IM。的状态是什么？如果C P U 执行设备H的中断服务程序，IM”IM,的状态又是什么?每一级的IM 能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可达到目的？若 设 备C 一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足此要求？CPU优先权低高低七、设计题（15分）图2所示为双总线结构机器的数据通路，IR为指令寄存器，P C为程序计数器（具有自增功能），M为主存（受R/W#信号控制），A R为地址寄存器，D R为数据缓冲寄存器，ALU由加、减控制信号决定完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有小圈表示有控制信号，例中y,表示y寄存器的输入控制信号，R“为寄存器R,的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。“ADD R2,R0”指令完成（R.）+（R j f R。的功能操作，画出其指令周期流程图，假设该指令的地址已放入P C中。并在流程图每 个CPU周期右边列出相应的微操作控制信号序列。若 将（取指周期）缩短为个CPU周期，请先画出修改数据通路，然后画出指令周期流程图。本科生期末试卷（三）一、选择题（每小题1分，共15分）1下列数中最小的数是（）。A（101001）2 B（52）8 C（101001）io D（233）w2某DRAM芯片，其存储容量为512X8位，该芯片的地址线和数据线的数目是（）。A 8,512 B 512,8 C 18,8 D 19,83在下面描述的汇编语言基本概念中，不正确的表述是（）。A对程序员的训练要求来说，需要硬件知识 B汇编语言对机器的依赖性高C用汇编语言编写程序的难度比高级语言小 D汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢4交叉存储器实质上是一种多模块存储器，它 用（）方式执行多个独立的读写操作。A流水 B资源重复 C顺序 D资源共享5寄存器间接寻址方式中，操作数在（）。A通用寄存器 B主存单元 C程序计数器 D堆栈6机器指令与微指令之间的关系是（）。A用若干条微指令实现条机器指令 B用若干条机器指令实现条微指令C用一条微指令实现一条机器指令 D用一条机器指令实现一条微指令7描述多媒体CPU基本概念中，不正确的是（）。A多媒体CPU是带有MMX技术的处理器 B MMX是一种多媒体扩展结构C MMX指令集是一种多指令流多数据流的并行处理指令D多媒体CPU是以超标量结构为基础的CISC机器8在集中式总线仲裁中，（）方式对电路故障最敏感。A菊花链 B独立请求 C计数器定时查询9流水线中造成控制相关的原因是执行（）指令而引起。A条件转移 B访内 C算逻 D无条件转移10 PCI总线是一个高带宽且与处理器无关的标准总线 卜一面描述中不正确的是（）。A采用同步定时协议 B采用分布式仲裁策略C具有自动配置能力 D适合于低成本的小系统1 1下面陈述中，不属于外围设备三个基本组成部分的是（）。A存储介质 B驱动装置 C控制电路 D计数器12中断处理过程中，（）项是由硬件完成。A关中断 B开中断 C保存C P U现场 D恢复C P U现场1 3 I E E E 1 39 4是一种高速串行I/O标准接口。以下选项中，（）项不属于I E E E 1 39 4的协议集。A业务层 B链路层 C物理层 D串行总线管理14下面陈述中，（）项属于存储管理部件M M U的职能。A分区式存储管理 B交换技术 C分页技术1 5 64位的安腾处理机设置了四类执行单元。下面陈述中，（）项不属于安腾的执行单元。A浮点执行单元 B存储器执行单元 C转移执行单元 D定点执行单元二、填空题（每小题2分，共2 0分）1定点32位字长的字，采用2的补码形式表示时、一个字所能表示的整数范围是（）。2 I E E E 754标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为1 1位，尾数为52位，则它能表示的最大规格化正数为（）。3浮点加、减法运算的步骤是（）、（）、（）、（）、（）。4某计算机字长32位，其存储容量为64M B,若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（）条。5 一个组相联映射的C a ch e,有1 2 8块，每组4块，主存共有1 638 4块，每块64个字，则主存地址共（）位，其中主存字块标记应为（）位，组地址应为（）位，C a ch e地址共（）位。6 C P U从主存取出条指令并执行该指令的时间叫（），它通常包含若干个（），而后者又包含若干 个（）。7某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断C P U一次，中断处理程序接收取样的数据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要X秒。另一方面，缓冲区内每存储N个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要Y秒，因此该系统可以跟踪到每秒（）次中断请求。8在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为（）。就其所传送信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括（）、（）、（）。9在虚存系统中，通常采用页表保护、段表保护和键保护方法实现（）保护。10安腾体系结构采用推测技术，利 用（）推测方法和（）推测方法提高指令执行的并行度。三、简答题（每小题8分，共1 6分）1列表比较C I SC处理机和RI SC处理机的特点。2简要列出64位的安腾处理机体系结构的主要特点。四、计算题（1 2分）有两个浮点数风=2 以51六/2/&,其中阶码用4位移码、尾数用8位原码表示（含1位符号位）。3，=（1 1）2,S,=（+0.01 1 001 1）2,j2=（-1 0）2,S2=（+0.1 1 01 1 01）2,求 N,+N”写出运算步骤及结果。五、设 计 题（12分）机器字长32位，常规设计的物理存储空间W 32M,若将物理存储空间扩展到256M,请提出一种设计方案。六、分 析 题（10分）某机的指令格式如下所示5 10 9 8 7 0操作码OPX位移量DX为寻址特征位：X=00：直接寻址；X=01：用变址寄存器Rx,寻址；X=10：用变址寄存器K寻址：X=ll：相对寻址设（PC）=1234H,（RXl）=0037H,（RX2）=1122H（H代表十六进制数），请确定下列指令中的有效地址：4420H 2244H 1322H 3521H七、分析设计题（15分）图1为某机运算器框图，BUS,BUS,为3条总线，期于信号如a、h、LDR。LDR,、S。S。等均为电位或脉冲控制信号。分析图中哪些是相容微操作信号？哪些是相斥微操作信号？采用微程序控制方式，请设计微指令格式，并列出各控制字段的编码表。本科生期末试卷（四）一、选 择 题（每小题1分，共15分）1 运算器的核心功能部件是（）。A 数据总线 B A LU C 状态条件寄存器 D 通用寄存器2 某单片机字长3 2 位，其存储容量为4M B。若按字编址，它的寻址范围是（）。A I M B 4M B C 4M D 1 M B3 某 SRA M 芯片，其容量为1 M X 8 位，除电源和接地端外，控制端有E和 R/胜，该芯片的管脚引出线数目是（）。A 2 0 B 2 8 C 3 0 D 3 24双端口存储器所以能进行高速读/写操作，是因为采用（）。A 高速芯片 B 新型器件 C 流水技术 D 两套相互独立的读写电路5单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用（）.A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式6 为确定下 条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是（）。A 用程序计数器P C 来产生后继微指令地址B 用微程序计数器M P C 来产生后继微指令地址C 通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址D 通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址7 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（）。A 每条机器指令由条微指令来执行B 每条机器指令由段用微指令编成的微程序来解释执行C 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D 一条微指令由若干条机器指令组成8 C P U中跟踪指令后继地址的寄存器是（）。A 地址寄存器 B 程序计数器 C 指令寄存器 D 通用寄存器9某寄存器中的数值为指令码，只有C P U的（）才能识别它。A 指令译码器 B 判断程序 C 微指令 D 时序信号10为实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（）。A 通用寄存器 B 堆栈 C 主存 D 外存1 1采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据，就要占用一个（）的时间。A指令周期 B机器周期 C存储周期 D总线周期1 2将IEEE1394串行标准接口与SCSI并行标准接口进行比较，指出下面陈述中不正确的项是（）。A前者数据传输率高 B前者数据传送的实时性好C前者使用6芯电缆，体 积 小I）前者不具有热插拔能力1 3下面陈述中，不属于虚存机制要解决的问题项是（）。A调度问题 B地址映射问题C替换与更新问题 D扩大物理主存的存储容量和字长1 4进程从运行状态转入就绪状态的可能原因是（）。A被选中占有处理机时间 B等待某一事件发生C等待的事件已发生 D时间片已用完1 5安腾处理机的组指令中，可以并行执行的指令是（）。A Id8 rl=r3 B add r6=r8,r9C SUB r3=rl,r4 D add r5=r3,r7二、填空题（每小题2分，共20分）1计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、般机器级、操作系统级、（）级、（）级。2十进制数在计算机内有两种表示形式：（）形式和（）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。3 一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，定点数有（）和（）两种表示方法。4对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即（）、（）、（）。5高级的DRAM芯片增强了基本DRAM的功能，存取周期缩短至20ns以卜 举出三种高级DRAM芯片，它们 是（）、（）、（）。6 一个较完善的指令系统，应当有（）、（）、（）、（）四大类指令。7机器指令对四种类型的数据进行操作。这四种数据类型包括（）型数据、（）型数据、（）型数据、（）型数据。8 CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是（），指示下一条指令地址的寄存器是（），保存算术逻辑运算结果的寄存器是（）和（）。9虚存系统中，通常采用页表保护、段表保护和键保护以实现（）保护。1 0安腾体系结构采用分支推断技术，将传统的（）分支结构转变为无分支的（）代码，避免了错误预测分支而付出的代价。三、简答题（每小题8分，共16分）1 PCI总线中三种桥的名称是什么？简述其功能。2安腾处理机采用的6种增强并行性功能的技术措施是什么？四、证明题（12 分）设|x|（2T）,|y|（2 7）,|x+y|S2=(+0.1 0 1 1)2求：M X N”写出运算步骤及结果，积的尾数占4 位，按原码阵列乘法器计算步骤求尾数之积。五、分析题（1 2 分）已知计算机指令字长为3 2 位，其指令格式如下：6 位 7 位 3 位 16位OPRXD其中O P 为操作码，R 为通用寄存器（3 2 位长），X为寻址方式，说明下列情况下能访问的最大主存空间为多少个机器字：X=0 0 0,D为直接操作数；X=0 0 1,D为直接主存地址：X=0 1 0,由通用寄存器R。提供主存地址；X=0 1 1,D为位移量，由通用寄存器R,提供基址地址；X=1 0 0,D为位移量，由通用寄存器艮提供变址地址（8 位）：X=1 0 1,D为位移量，有程序计数器P C提供主存地址；X=1 1 0,由通用寄存器比提供存储器堆栈栈顶地址。六、分析题（1 2 分）指令流水线有取指（I F）、译 码（I D）、执 行（E X）、写回寄存器堆（W B）四个过程段，共有1 2 条指令连续输入此流水线。要求：画出流水处理的时空图，假设时钟周期1 0 0 ns。求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。求流水C P U 的加速比。七、设计题（1 5 分）C P U 的数据通路如图1 所示。运算器中R。R：,为通用寄存器，D R 为数据缓冲寄存器，P S W 为状态字寄存器。D-c ac h e 为数据存储器，I-c ac h e 为指令存储器，P C 为程序计数器（具有加1 功能），I R 为指令寄存器。单线箭头信号均为微操作控制信号（电位或脉冲），如 LR。表示读出R。寄存器，S R.表示写入国寄存器。机器指令JMP（R3）”实现的功能是：将寄存器（R3）的内容2008送到程序计数器P C,下一条指令将从指存2008号单元读出执行。JMP是无条件转移指令。画出JMP指令周期流程图，并在CPU周期外标出所需的微操作控制信号。（一个CPU周期含T,四个时钟信号，打入寄存器信号必须注明时钟序号）图1 CPU的 数 据 通 路本科生期末试卷（九）一、选择题（每小题1分，共15分）1运算器的核心功能部件是（）。A数据总线 B ALU C状态条件寄存器 D通用寄存器2某单片机字长32位，其存储容量为4MB。若按字编址，它的寻址范围是（）。A IM B 4MB C 4M D 1M B3某SRAM芯片，其容量为1MX8位，除电源和接地端外，控制端有E和R/胜，该芯片的管脚引出线数目是（）。A 20 B 28 C 30 D 324双端口存储器所以能进行高速读/写操作，是因为采用（）。A高速芯片 B新型器件 C流水技术 D两套相互独立的读写电路5单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用（）.A堆栈寻址方式 B立即寻址方式 C隐含寻址方式 D间接寻址方式6为确定下 条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是（）。A用程序计数器PC来产生后继微指令地址B用微程序计数器UPC来产生后继微指令地址C通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址D通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址7微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（）。A每一条机器指令由一条微指令来执行B每条机器指令由段用微指令编成的微程序来解释执行C 段机器指令组成的程序可由条微指令来执行D 一条微指令由若干条机器指令组成8 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（）。A地址寄存器 B程序计数器 C指令寄存器 D通用寄存器9某寄存器中的数值为指令码，只有CPU的（）才能识别它。A指令译码器 B判断程序 C微指令 D时序信号1 0为实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（）。A通用寄存器 B堆栈 C主存 D外存1 1采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据，就要占用一个（）的时间。A指令周期 B机器周期 C存储周期 D总线周期1 2将IEEE1394串行标准接口与SCSI并行标准接口进行比较，指出下面陈述中不正确的项是（）。A前者数据传输率高 B前者数据传送的实时性好C前者使用6芯电缆，体 积 小D前者不具有热插拔能力1 3下面陈述中，不属于虚存机制要解决的问题项是（）。A调度问题 B地址映射问题C替换与更新问题D扩大物理主存的存储容量和字长1 4进程从运行状态转入就绪状态的可能原因是（）。A被选中占有处理机时间 B等待某一事件发生C等待的事件已发生 D时间片已用完1 5安腾处理机的一组指令中，可以并行执行的指令是（）。A Id8 rl=r3 B add r6=r8,r9C SUB r3=rl,r4 D add r5=r3,r7二、填空题（每小题2分，共20分）1计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、般机器级、操作系统级、（）级、（）级。2十进制数在计算机内有两种表示形式：（）形式和（）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。3 一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，定点数有（）和（）两种表示方法。4对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即（）、（）、（）。5高级的DRAM芯片增强了基本DRAM的功能，存取周期缩短至20ns以下。举出三种高级DRAM芯片，它们 是（）、（）、（）。6 一个较完善的指令系统，应当有（）、（）、（）、（）四大类指令。7机器指令对四种类型的数据进行操作。这四种数据类型包括（）型数据、（）型数据、（）型数据、（）型数据。8 CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是（），指示下一条指令地址的寄存器是（），保存算术逻辑运算结果的寄存器是（）和（）。9虚存系统中，通常采用页表保护、段表保护和键保护以实现（）保护。10安腾体系结构采用分支推断技术，将传统的（）分支结构转变为无分支的（）代码，避免了错误预测分支而付出的代价。三、简答题（每小题8 分，共 1 6分）1 为什么在计算机系统中引入D M A 方式来交换数据？若使用总线周期挪用方式，D M A 控制器占用总线进行数据交换期间，C PU 处于何种状态？2 简述磁表面存储器的读/写原理。四、设计题（1 2 分）设人=3 一 团是已知的（/1）位 的：进制原码，其中最高位为符号位，画出原码转换为补码的逻辑电路图（只画出最低4 位）。五、计算题（1 0 分）已知c ac h e 存储周期4 0 ns,主存存储周期2 0 0 ns,c ac h e/主存系统平均访问时间为5 0 ns,求 c ac h e 的命中率是多少？六、分析题（1 2 分）已知浮点加法流水线由阶码比较、对阶、尾数相加、规格化四个流水段组成，每段所需的时间（包括缓冲寄存器时间）分别为3 0 ns、2 5 ns、5 5 ns、5 0 ns。请画出该流水线的时空图，并计算加速比。七、设计题（1 5 分）图 1 所示为传送（M O V,0 P码 I I M RQO）、加法（A D D,O P码 I RJ RQ1）、取反（C O M,0 P码 I Ro I R.l O）、十进制加法（A D T,0 P码 I RJ RJ 1）四条指令的微程序流程图,每一框表示一个C PU 周期。其中r“r 1，为8 个通用寄存器R0 R”每个C PU 周期含4 个时钟脉冲 T,。设微指令的微命令字段为 1 2 位，判别字段和下址字段是多少位？控制存储器E PRO M 存储容量至少是多少？给每条微指令分配一个确定的微地址（二进制编码表示）。写出微地址转移逻辑表达式和转移逻辑图。画出微程序控制器结构图。图1本科生期末试卷（十）、选 择 题（每小题1分，共15分）1某机字长64位，1位符号位，63位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数位（）。A+（2-1）B+（26|-1）C-（263-1）D-（2M-1）2请从下面浮点运算器中的描述中选出两个描述正确的句子（）。A浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件一阶码和尾数部件来实现。B阶码部件可实现加，减，乘，除四种运算。C阶码部件只进行阶码相加，相减和比较操作。D尾数部件只进行乘法和除法运算。3存储单元是指（）。A存 放1个二进制信息位的存储元 B存 放1个机器字的所有存储元集合C存 放1个字节的所有存储元集合 D存放2个字节的所有存储元集合4某机字长32位，存储容量1MB,若按字编址，它的寻址范围是（）。A 0 IM B 0512KB C 056K D 0256KB5用于对某个寄存器中操作数的寻址方式为（）。A直接 B间接 C寄存器直接 D寄存器间接6程序控制类的指令功能是（）。A进行算术运算和逻辑运算 B进行主存与CPU之间的数据传送C进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D改变程序执行的顺序7指令周期是指（。A CPU从主存取出一条指令的时间 B CPU执行一条指令的时间C CPU从主存取出一条指令加上执行一条指令的时间 D时钟周期时间8描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是（）。A当代流行的总线不是标准总线B当代总线结构中，CPU和它私有的cache 一起作为一个模块与总线相连C系统中允许有一个这样的CPU模块9 CRT的颜色为256色，则刷新存储器每个单元的字长是（）。A 256位 B 1 6位 C 8位 D 7位1 0发生中断请求的条件是（）。A 一条指令执行结束B 一次I/O操作结束C机器内部发生故障D 一次DMA操作结束1 1中断向量地址是（）。A子程序入口地址 B中断服务程序入口地址C中断服务程序入口地址指示器 D例行程序入口地址12 IEEE13 94所以能实现数据传送的实时性，是因为（）。A除异步传送外，还提供同步传送方式B提高了时钟频率C除优先权仲裁外，还提供均等仲裁,紧急仲裁两种总线仲裁方式D能够进行热插拔1 3直接映射ca ch e的主要优点是实现简单。这种方式的主要缺点是（）。A它比其他ca ch e映射方式价格更贵B如果使用中的2个或多个块映射到ca ch e同一行，命中率则卜降C它的存取时间大于其它ca ch e映射方式D ca ch e中的块数随着主存容量增大而线性增加1 4虚拟存储器中段页式存储管理方案的特性为（）。A空间浪费大,B空间浪费小,C空间浪费大,D空间浪费小,存储共享不易,存储共享容易,存储共享不易,存储共享容易,存储保护容易,存储保护不易,存储保护容易,存储保护容易,不能动态连接不能动态连接能动态连接能动态连接1 5安腾处理机的指令格式中，操作数寻址采用（）。A R-R-S 型 B R-R-R 型 C R-S-S 型 D S-S-S 型二、填空题（每小题2分，共20分）1 IEEE67 54标准规定的64位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为11位，尾数为52位。则它所能表示的最大规格化正数为（）。2直接使用西文键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，要解决汉字的（）、（）和（）三种不同用途的编码。3数的真值变成机器码时有四种表示方法，即（）表示法，（）表示法，（）表示法，（）表示法。4主存储器的技术指标有（），（），（），（）。5 c a c h e和主存构成了（），全 由（）来实现。6根据通道的工作方式，通道分为（）通道和（）通道两种类型。7 5 5 1是（）I/O 标准接口，I E E E 1 3 9 4 是（）1/0 标准接口。8某系统总线的一个存取周期最快为3个总线时钟周期，总线在一个总线周期中可以存取3 2位数据。如总线的时钟频率为8.3 3 M H z,则总线的带宽是（）。9操作系统是计算机硬件资源管理器，其主要管理功能有（）管理、（）管理和（）管理。10安腾处理机采用V L I W技术，编译器经过优化，将多条能并行执行的指令合并成一个具有（）的超长指令字，控制多个独立的（）同时工作。三、简答题（每小题8分，共1 6分）1画图说明当代总线的内部结构与外部功能部件的联系，做简要说明。2比较c a c h e与虚存的相同点和不同点。四、证明题（1 0分）设 N 产a na oT a i a ,其中a“是符号位。五、分析题（1 2分）判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？(1)1 1L D A R 1,A（A）-R 1,M（A）是存储器单元1 2A D I)R 2,R I;(R 2)+(R l)f R 2(2)1 3A D D R 3,R 4;(R 3)+(R 4)-R 31 4M U LR 4,R 5;(R 4)X(R 5)f R 4(3)1 5L D AR 6,B;M（B）R 6,M（B）是存储器单元1 6M U L R 6,R 7;(R 6)X (R 7)R 6六、计算题（1 2分）盘组共1 1片，记录面为2 0面，每面上外道直径为1 4英寸，内道直径为1 0英寸，分2 0 3道。数据传输绿为9 8 3 0 4 0 B/S,磁盘转速为3 6 0 0转/分。假定每个记录块记录1 0 2 4 B,且系统可挂多达1 6台这样的磁盘，请给出适当的磁盘地址格式，并计算盘组总的存储容量。七、设计题（1 5分）一个C PU周期中需要4个节拍脉冲T,。每个T,的持续间隔为2 0 0 n s。请设计:节拍脉冲产生器；启停控制逻辑电路。要求T,前沿开启、T.后沿关闭节拍脉冲产生器大专生期末试卷（一）一、选择题（每小题2 分，共 3 0 分）1 某机字长6 4 位，1 位符号位，6 3 位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数位（）。A+（26 J-1）B +（2M-1）C -（2 -l）D -（2M-1）2 请从F 面浮点运算器中的描述中选出两个描述正确的句子（）。A 浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件阶码和尾数部件来实现。B 阶码部件可实现加，减，乘，除四种运算。C 阶码部件只进行阶码相加，相减和比较操作。D 尾数部件只进行乘法和除法运算。3 存储单元是指（）。A 存放1 个二进制信息位的存储元 B 存放1 个机器字的所有存储元集合C 存放1 个字节的所有存储元集合 D 存放2个字节的所有存储元集合4 某机字长3 2 位，存储容量1 M B,若按字编址，它的寻址范围是（）oA 0 I M B 0 5 1 2 KB C 0 5 6 K D 0 2 5 6 KB5 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式为（）。A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接6 程序控制类的指令功能是（）。A进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与C PU 之间的数据传送C 进行C PU 和 I/O 设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序7 指令周期是指（）。A C PU 从主存取出条指令的时间 B C PU 执行条指令的时间C C PU 从主存取出一-条指令加上执行一条指令的时间 D 时钟周期时间8 描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是（）。A 当代流行的总线不是标准总线B 当代总线结构中，C PU 和它私有的c a c h e 一起作为一个模块与总线相连C 系统中允许有一个这样的C PU 模块9 C RT 的颜色为2 56 色，则刷新存储器每个单元的字长是（）。A 2 56 位 B16位 C8位 D7位10发生中断请求的条件是（）。A 一条指令执行结束B 一次I/O 操 作 结 束 C 机器内部发生故障D 一次D MA 操作结束11中断向量地址是（）。A 子程序入口地址B中断服务程序入口地址C中断服务程序入口地址指示器D 例行程序入口地址1 2 I E E E 1 39 4所以能实现数据传送的实时性，是因为（）。A 除异步传送外，还提供同步传送方式 B 提高了时钟频率C 除优先权仲裁外，还提供均等仲裁,紧急仲裁两种总线仲裁方式 D 能够进行热插拔13 直接映射c a c h e 的主要优点是实现简单。这种方式的主要